海外核能市场潜在用户综合评价方法研究——以高温气冷堆技术为例

刘钰熙

(中国中原对外工程有限公司,北京 100044)

1 海外核能市场潜在用户综合评价的必要性

我国核工业经历几十年发展历程，已经形成了美国和俄罗斯等少数几个国家才拥有的完整核科技工业体系[1]，凭借自主研发的“华龙一号”、高温气冷堆等先进技术，已跻身世界核电技术强国之列。2021年3月，中国核工业集团有限公司(简称“中核集团”)承建的巴基斯坦卡拉奇核电厂K2机组成功并网，标志着我国核电“走出去”事业再次取得突破性成就，在国际上核能市场影响力进一步得到提升。

海外核能市场开发是一项系统性复杂工作，用户筛选是第一步，也是决定开发方向和开发成果的重要一步。纵观国际核能市场，潜在目标国是否选择与我方开展核能合作并建设核电项目，受到其核能需求、基础设施情况、双多边关系等众多因素影响，且各因素之间隶属关系复杂，因果逻辑交叉，需要在全面梳理各影响因素的基础上，建立形式统一的评价模型，对潜在用户进行定量的综合评价。评价结果应能够体现目标国与我国开展核能合作的可能性大小，也要能够实现不同目标国之间的横向比较，以便于我方根据评价结果制定针对于不同区域、不同国家的开发策略。

中核集团核电产品种类齐全，包括了大型压水堆技术“华龙一号”、中型堆技术、小型模块式反应堆“玲龙一号”、具有四代特征的前沿技术高温气冷堆等。由于各产品的技术特征不尽相同，尤其体现在功率的差别，所适应的地区和国别也差异明显，例如大型机组适合建设在用电需求集中、电网规模较大的区域，小型机组则与分布式的能源需求更加契合。因此应分别就各种核电技术进行讨论，筛选合适的目标国并确定开发策略。

高温气冷堆技术是我国自主研发的具备四代安全特征的先进核能系统，也是引领我国核能领域创新发展的先导技术，入选“国家重大科技专项”并在山东荣成石岛湾核电厂址建设了示范工程HTR-PM。相较于传统压水堆，高温气冷堆技术优势突出：一是固有安全性优良，采用完全非能动的余热排出系统，在任何工况下都不会出现堆芯熔毁或大规模放射性物质释放；二是反应堆热力参数高，示范工程HTR-PM的能量转化效率超过42%，并且在未来可与工业制氢、钢铁冶炼及石油化工等工业过程的热量、电力需求相耦合；三是采用模块化的设计理念，HTR-PM的单模块热功率为25万kW，模块间运行相互独立，电厂装机容量设计灵活，可满足分布式能源供应需求。然而，该技术成熟度有待通过示范工程建成而获得进一步验证。目前在产业开发方面也存在不足，其经济竞争力有待提升，建设运营经验有待积累，这为海外市场推广工作增加了难度。

本文聚焦于高温气冷堆技术的海外市场推广，研究潜在用户的评价方法，构建一套针对于高温气冷堆技术特性和市场应用特征的综合评价指标体系，并广泛参考行业专家经验，定量计算各指标的影响权重。此外，尝试探讨模型建立过程的重要技术细节，分析模型对其他技术适应性修改的可行性。

2 构建潜在用户综合评价指标体系

2.1 指标选取原则

明确原则是指标选取的前提[2]。考虑到影响两国核能合作的影响因素众多且交叉性强，高温气冷堆又是核能技术的前沿分支，指标选取原则包括：

全面性原则：要求所选指标尽可能覆盖对双方合作产生影响的各个方面。评价某潜在用户时，首先要考虑目标市场环境，其次了解是否具有能源需求，然后调查是否有意愿发展核能；若存在意愿，之后评估发展核能的基础设施及选择高温气冷堆技术路线的适配性；最后，若选择发展高温气冷堆，还需要评估与中国开展核能合作的意愿。因此，指标体系的一级指标可设定为目标市场环境、能源需求、核能发展意愿、核能发展基础、高温气冷堆适配性及与中国核能合作意愿共6个。

易评价原则：要求所选取指标应具备较为清晰的定性或定量的评价标准；若直接对一级指标进行评价，评价标准过于模糊，评价结果精度无法保障。以核能发展基础为例，国际原子能机构(IAEA)在指导文件中列举了多达19项指标[3-4]，评价者很难综合所有指标给出对核能发展基础的评价。因此，将每个一级指标拆分成数个二级指标是个较为可行的解决方案。

代表性原则：要求所选各项指标能够反映评价对象某个方面的特征，杜绝与评价目的关联性弱的指标；

独立性原则：要求指标之间相互独立，内涵边界明细，尽量减少指标的交叉重叠；

简约性原则：要求指标选取数量适当，能够充分且全面表征评价目的即可(注：由于本文采用层次分析法测算指标权重，要求同级指标不多于9项)。

2.2 指标选取过程

经过文献调研，常用的指标选取方法可分为经验法和数学法，其中数学法有多元相关分析、聚类分析和主要成分分析等。由于高温气冷堆项目在全球范围内数量有限，从整个核电技术发展历史维度都不具备成规模的数据积累，因此本次采用了经验法。

为尽量提高经验法的客观性，指标选取流程为：首先由中核集团高温气冷堆海外市场开发团队根据从业经验和最新市场动态初步选取指标；之后团队内部再度讨论筛选；最后邀请包括企业、高校、政府在内的6名行业专家进行评审。

2.3 指标体系构成

依照指标选取原则，得到6项一级指标、31项二级指标及其评判依据，如表1所示。

表1 评价指标构成及判断依据Table 1 Evaluation index composition and judgment basis

3 指标权重测算

3.1 方法简述

本研究采取层次分析法定量测算各项指标影响权重。第一步需要构建层次结构模型，模型分为目标层、准则层和方案层。本研究中，目标层设置为“高温气冷堆海外推广用户评价A”，准则层对应6项一级指标，方案层对应31项二级指标。其中，方案层31项二级指标中，C11～C14只与一级指标B1存在关联，C21～C24只与B2关联，以此类推。第二步构造判断矩阵，对同一层次的不同指标两两比较，以相对重要性程度为刻度，衡量某指标对于上一层指标的影响程度。判断矩阵B是后续数据处理的基础，其结构如表2所示，Cij是Ci元素相对于Cj元素的重要程度，Cij的数值大小由专家评定。为统一重要性程度的刻度，重要程度划分为同样重要、略微重要、明显重要、强烈重要和极度重要5种，分配1、3、5、7、9的对应Cij值[5]，介于上述五种描述之间的重要性程度可取值为2、4、6、8。

表2 判断矩阵B的形式Table 2 The form of the judgment matrix B

第三步计算指标权重，通过求解判断矩阵B的特征向量w=(w1,w2,… ，wn)T，归一化得到W=(W1,W2,…，Wn)T(称为归一化特征向量)，即可得到C1～Cn元素对于B元素的影响权重。

3.2 数据采集

为采集判断矩阵所需数据，设计了调查问卷，并邀请在海外核电市场开发领域具有丰富经验的分别来自政府、企业与高校的13位专家进行作答，获取有效问卷12份。

3.3 权重计算

该过程分两个步骤实施：第一，逐一计算专家个人数据；第二，合并处理专家整体数据。

步骤一：专家个人数据处理。以某专家的数据为例进行分析计算。首先计算一级指标权重，求解判断矩阵归一化特征向量并进行一致性验证即得，见表3。

表3 某专家一级指标Bi权重Table 3 The weight of the first level index from an expert

二级指标权重计算方法同理，不再展开。

步骤二：专家整体意见测算。多位专家整体意见的数据处理方法一般有两种：

通过对所有专家的判断矩阵求解，统计发现不同专家赋予同一指标的权重系数离散程度较大。如果采取第一种方式，元素均值构造的7个新矩阵不满足一致性检验要求，无法保证权重计算结果的有效性。因此采用第二种方式，经过计算和一致性检验，完成指标体系的权重测算工作，结果汇总于表4。

表4 指标体系权重系数测算结果Table 4 The calculation results of the index system weight coefficients

4 结论

通过上述分析，主要得到两个方面的结论：

一是初步构建了用于高温气冷堆技术海外市场推广潜在用户评价的指标体系，选取了6大类指标、对应的31项二级指标以及梳理了每项指标的判据，为综合评价某一潜在用户提供了模型。

二是采用层次分析法定量测算了各项指标的影响权重；结果表明，能源需求、核能发展意愿及与中国的合作关系3个一级指标对高温气冷堆海外市场推广影响程度最大，其中能源需求需要关注的是电力缺口和自主化保障需求，与中国核能合作意向主要取决于双边政治关系及与竞争对手的合作进展。

未来，借助本次研究的基本成果，可在以下两个方面开展应用：

一是为高温气冷堆技术海外市场推广在不同目标市场之间的资源配置提供建议。根据上述评价体系，采取直接打分或者模糊综合评价等方式，能够得到不同目标市场的评价结果；根据评价结果，可完善市场开发过程中的人力、财力等资源分配。

二是为其他核电技术海外市场推广的潜在用户评价方法奠定基础。本研究构建了潜在用户评价的基本逻辑框架，并且具有灵活性，如果用于其他技术，针对性调整一级指标“高温气冷堆适配性”及对应的二级指标即可。